Környezetvédelem | Vízgazdálkodás » Vízi Környezetvédelem III

Vízi Környezetvédelem Ivóvíz Az ivóvíz emberi fogyasztásra alkalmas. Az ivóvíz minőségi kritériumai: színtelen, szagtalan nem fertőzött, nem szennyezett kellemes ízű max. 15 °C max. 25 °NK Használati víz A víz beszerzése: csapadékvíz felszíni víz felszín alatti víz Felszín alatti vizek termelése A felszín alatti vizek kitermelését lehetővé tevő műtárgyak: kutak galériák aknák, tárók kombinációik (pl. csápos galériák) A kutak típusai: ásott kút aknakút csőkút mélyfúrású kút csáposkút Partiszűrés Parti szűrésű víz, amelyet a felszíni vízfolyások mellett található vízvezető, víztároló kőzetekből termelünk ki. Ezek a kőzetek érintkeznek a felszíni vizekkel, így a vízutánpótlásukat zömében a felszíni vizekből nyerik. A parti szűrésű víz termelése esetén tehát elsősorban a felszíni vizeket használjuk, csak a velük érintkező vízvezető kőzetek, pl. kavics, kavicsos

homok, homok által megszűrve. Országos szinten a közüzemi vízellátás jelentős részét, durván 40 %-át nyerik parti szűrésű kutakból. Partiszűrés esetén a termelhető víz mennyiségét és minőségét a vízfolyás a háttérrendszer a csapadékviszonyok határozzák meg. A termelhető vízhozamot: a vízfolyás nagysága és vízminősége a beszivárgás fenntartható mértéke a víztermelő berendezések távolsága a partéltől a termelőrendszerek hidraulikája határozzák meg. Partiszűrésű vizek szennyezői, problémák: vas- és mangántartalom íz- és szagrontó anyagok korrózió (szabad CO2) H2S (fehérjelebomlás) fonalas baktériumok patogének keménység Talajvízdúsítás A felszín alatti vizek dúsításakor, a vízkészletek növelésekor a folyók a felszíni tározók a víztisztító telepek részlegesen tisztított vizét jó vízvezetőképességű, durvább szemcséjű porózus rétegbe szivárogtatják. Az

alapfeltételek betartásával a lassúszűrésű folyamatok elvén alapuló talajvízdúsítással igen hatásos tisztítási folyamat érhető el. A talajvízdúsítást befolyásoló fontosabb tényezők: a.) hidrogeológiai viszonyok a talaj geológiai felépítése a vízvezető réteg vastagsága a dúsításba bekapcsolódó természetes talajvízhányad a természetes talajvíz minősége b.) beszivárogtatás módjai felszíni beszivárogtatás felszín alatti beszivárogtatás c.) nyersvíz minősége oldott oxigén, szénsav lebegő, ülepíthető, kolloid anyagok könnyen oxidálható szervetlen vegyületek (pl. Fe2+, Mn2+) könnyen oxidálható szerves vegyületek íz-szagvegyületek tápanyagok (PO33-, NO3-) nehezen lebomló toxikus mikroszennyezők fitoplankton nagymértékű jelenléte eutróf állapot miatt Előtisztítás A felszíni vizek dúsítás céljából történő beszivárogtatása az esetek zömében csak megfelelő mértékű előtisztítás után

lehetséges. Az előtisztítás céljai: a beszivárogtatás üzemeltetési zavarainak kiküszöbölése a beszivárgás tartósságának biztosítása a szűrési zónában a beszivárgott víz talajvízzel való keveredésének csökkentése/megakadályozása a beszivárogtató medence szervesanyag-tartalmának csökkentése algák túlszaporodásának megakadályozása a beszivárogtatott víz megfelelő oldott oxigén koncentrációjának biztosítása Az algák elszaporodása elleni védekezés lehetőségei: rézszulfát adagolása a pH szint növelése (nátronlúggal vagy lágy nyersvizek esetében mész adagolásával) káliumpermanganát vagy klór adagolása Felszín alatti (mélységi) vizek szennyezői, problémák: savtartalom korrózió vas- és mangántartalom gáztartalom (CH4, N2, CO2) arzéntartalom patogének radioaktív szennyezés NO3magas hőmérséklet íz- és szagrontó anyagok Felszíni vizek kitermelése ivóvízellátás céljára A felszíni

vizekből történő ivóvíznyerés akadályai: A felszíni vízkészletekerőteljesen korlátozott mennyisége. A felszíni vizekbe bevezetett tisztított és tisztítatlan, vagy nem kellőképpen tisztított szennyvizek mennyiségének növekedése. A felszíni vízhozamok ismételt hasznosítását a víztisztítási technológiák terén jelentkező technikai lemaradás korlátozza. A jó minőségű felszínalatti vizek, a talajvíz, a karsztvíz és a mélységi rétegvizek fokozott igénybevétele egyes helyeken a víz természetes utánpótlódásának mértékét meghaladva, a készletek fogyasztását eredményezi. A felszínalatti eredetű vizek kiemelésével a felszíni vízfolyások szennyvízterhelése növekszik. Felszíni vizek szennyezői, problémák: uszadék (nagyobb, apróbb) hordalék (homok, kavics) lebegőanyag (élő és élettelen) olaj oldott szerves szenyezők patogének radioaktív szennyezés NO3hőterhelés A felszíni vizek minősége függ: a

víz eredete (vízgyűjtő) víz folyási sebessége hullámzás víz mélysége, vízállás hőmérséklet csapadékviszonyok napfény erőssége és tartóssága szenny- és belvizek A felszíni vízkivétel leggyakrabban víztározókból történik. Az ivóvíztisztítás eljárásai fizikai (szűrés, ülepítés, stb.) kémiai (derítés, vas- és mangántalanítás, savtalanítás, oxidáció, stb.) biológiai (lassú szűrés, baci, alga, stb.) Az ivóvíztisztítás főbb lépései: 1. durva szűrés (uszadék, halak növények 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. eltávolítása) ülepítés (ülepíthető anyagok eltávolítása) fertőtlenítés (klór, ózon, UV-sugárzás) finomszűrés (mikroszűrőkkel) derítés szűrés (derítésből származó pelyhek) levegőztetés (CO2 eltávolítása) koaguláció (oldott anyagok eltávolítása, lágyítás) fertőtlenítés (utóklórozás, a megmaradt baktériumok eltávolítása) Szűrés Célja: az uszadék

eltávolítása. nagyobb uszadék durvarács (gereb) apróbb uszadék (dobszűrő, szitaszűrő) finom uszadék (mikroszűrők) gyorsszűrés (előtisztítás) lassúszűrés (utótisztítás) Lassú szűrők alkalmazása Előnyei: baktérium eltávolító hatás szín-, szag-, ízrontó anyagok redukciója szuszpendált anyagok eltávolítása szervesanyag lebontódás (klórozás csökkentése) biztonságos üzemelés Hátrányai: építési költség területigény tisztítás időjárás Lebegőanyag eltávolítás: szűrés derítés koaguláció flokkuláció Derítés: célja a vízben lévõ kolloid méretű szennyezések eltávolítása. Részfolyamatai (melyek gyakran térben is elkülönítetten mennek végbe): vegyszerbekeverés, koaguláció, flokkuláció és ülepítés. A vegyszerbekeverés során a kolloid részecskék elektrokinetikai potenciáljának (zeta-potenciál) csökkentésére derítõszereket (III vegyértékû fémek sóit, pl.

alumínium-szulfát, vas(III)-klorid, stb.) adagolnak a vízbe és gyors keveréssel juttatják el a kolloid részecskék felületére. A koagulálás révén a kolloid részecskék nagyobb részecskékké (koagulum) tapadnak (agglomerálódnak), melyhez gyors és hatékony keverés szükséges. A flokkuláció alatt a koagulátumok nagyobb, könnyebben ülepíthetõ és a nyíróerõkkel szemben ellenállóbb pelyhekké (flokkulum) állnak össze. Az ülepítés során a gravitációs erõ felhasználásával történik a szétválasztás, a pelyhek kiülepítése. Koaguláció A koaguláció fő célja a szuszpendált részecskék (kolloid részecskék) destabilizálása (felszíni töltésük semlegesítése). Koaguláló szerek: Al2(SO4)3 x 18H2O FeCl3 Fe2(SO4)3 A koaguláció lépései: 1. Alumínium- vagy vas-sók adagolásával hidrolízis termékek keletkeznek. 2. Ezek a hidrolízis termékek adszorbeálódnak a kolloid részecskék felszínén (így töltésüket

neutralizálják) 3. vagy a kolloid részecskék felszínén pozitív töltésű fémkomplexet alkotnak (semleges töltésű alumínium-hidroxid csapadék keletkezik), így a részecskék pelyhekbe tömörülnek és ülepíthetővé válnak. A vízzel kapcsolatos problémák korrózió vas- és mangántartalom nitrát-tartalom gáz (CH4) íz- és szagproblémák patogének arzén Korrózió A vas elektrokémiai reakciók következtében kioldódik az áramló vízbe. A redukált vas a víz oldott oxigén tartalmával keveredve ferrihidroxid vagy ferrohidroxid formában csapadékká alakul, és a csövek falán lerakódik, vagy onnan leválva az áramló vízzel transzportálódik („vörös víz”). A korrózió okai: alacsony pH és/vagy savanyú jelleg (H2S vagy CO2 jelenléte) Védekezés a korrózió ellen: 1. A víz korróziós jellegének megszüntetése: kréta rétegen való átszűrés, inhibítorok (anódos: polifoszfát, katódos: cink-sók) 2.

cementhabarcsos bevonat 3. műanyagcső Vas- és mangántalanítás A vas és a mangán a vízben önállóan vagy együttesen fordulnak elő. Káros közegészségügyi hatásuk nincs. Ivóvízben a vas és a mangán a következő problémákat okozhatják: esztétikai problémák (zavarosodás, víz elszíneződése) baktériumok szaporodását elősegíthetik (vezetékek eltömődése, íz-, szag-, színproblémák) Hagyományos vas- és mangáneltávolítási módszerek: levegőztetés után homokszűrés vegyszeres oxidálás után homokszűrés szűrés speciális szűrőanyaggal, mely ion- vagy elektroncserélőként fejti ki hatását. magnéziumoxid és diatomaföld alkalmazása vízlágyítással kombinált hagyományos víztisztítás nátrium-(meta)-szilikát, foszfátok vagy polifoszfátok adagolása alumíniumszulfátos Fe(II)-eltávolítás in situ Fe(II)-oxidálás Az ivóvíz nitrát (NO3-) tartalma A nitrát élettani hatása: az emésztőrendszerben

nitritté redukálódik és methemoglobinaemiát okoz. Határértéke ivóvízben: 40 mg/l A nitrát-tartalom csökkentésének lehetőségei: ioncserélő eljárás biológiai módszer (denitrifikáció, Bacillus, Bacterium) egyéb módszer (bepárlás, sótalanítás) Gáztalanítás A vízben előforduló gázok okozta problémák: vezetékek, berendezések korróziója (O2, CO2) kellemetlen szag, mérgező tulajdonság, robbanásveszély (H2S, CH4, NH3) Gáztalanítás fizikai eljárásokkal: szellőztetés, levegőztetés Kémiai eljárások: márvány-, mészkő- vagy dolomit-tölteten történő átcsörgedeztetés Íz- és szagproblémák Az íz- és szagproblémákat természetes vagy az ember által létrehozott vegyületek okozzák. Szerves vegyületek humin anyagok, hidrofil savak karboxil savak peptidek aminosavak szénhidrátok szénhidrogének Szervetlen vegyületek (ízanyagok) NaCl MgCl2 CaCl2 NaHCO3 Na2SO4 MgSO4 CaSO4 Íz- és szaganyagok (organoleptikus

vegyületek) biológiai úton növényi anyagok bomlásából az élő szervezetek metabolikus termékeiből származhatnak. Íz- és szaganyagok eltávolítása: kémiai oxidáció ózonizálás adszorpció (PAC, GAC) Patogének Az ivóvízben előforduló patogén mikroorganizmusok: baktériumok Salmonella Shigella Bacillus thyphosus Salmonella parathyphi Cholera vibrio vírusok Enterovírus Poliovírus Coxsackie vírus Echo vírus Adenovírus Rheovírus Hepatitis vírus bélparaziták Entamoeba histolytica Giardia lamblia Ascaris lumbricoides Cryptosporodium A patogén mikroorganizmusok eltávolítása: fertőtlenítéssel. Kémiai fertőtlenítés: klórozás (Cl2) klórdioxid ózonizálás UV-sugárzással A klóros fertőtlenítés mechanizmusára kétféle tudományos magyarázat van: A klór a baktériumsejtekre közvetlen hatást gyakorolva, azokat szétroncsolja. A klór toxikus voltánál fogva, miután a sejtfalon átdiffundált, az enzimeket inaktiválja,

így az élő szervezeteket meggátolja a táplálékfelvételben. Szerves és redukáló szervetlen anyagokat tartalmazó víz klórozásakor klórvegyületek keletkeznek. A klórvegyületek egy része fertőtlenítő hatású, más része nem. A klór a vízzel magával is reakcióba lép és így is képződnek fertőtlenítő tulajdonságú anyagok. Az összes fertőtlenítő tulajdonságú kötött vegyület és a reakcióba nem lépett szabad aktív klór összege a maradék klór. maradék klór = kötött klórvegyületek + szabad aktív klór Töréspontig történő klórozás: A maradék szabad aktív klór megjelenése a vízben azt jelenti, hogy a víz klórigényét sikerült kielégíteni. Ekkor beszélünk törésponti klórozásról. Törésponti klórozáshoz felhasználható vegyületek: NH2Cl NHCl2 NCl3 Arzén A természetes vizek arzén-koncentrációja gyakran meghaladja az ivóvízellátásban megengedett határértéket (0.05 mg/l) Az As élettani

hatásai: hajritkulás májkárosodás egyszeri nagy adagban hányás, hasmenés, görcsök, halál Az arzén eltávolítása: koaguláció (Al3+, Ca(OH)2, Fe3+) kombinált oxidálószerekkel (KMnO4, Cl2) Vízlágyítás A víz keménységét elsősorban kétvegyértékű fémkationok okozzák, melyek képesek reakcióba lépni: a detergensekkel, miközben csapadékok képződnek és egyes vízbeli anionokkal, amikor vízkő keletkezik. A keménységet okozó leggyakoribb ionok: kationok Ca2+ Mg2+ Al3+ Fe2+ Mn2+ Sr2+ Ba2+ Zn2+ Pb2+ anionok HCO3SO42ClNO3SiO32- (szilikát) Az ivóvízellátáshoz felhasznált nyersvízben általában csak a kalcium- és magnézium ionok fordulnak elő jelentős koncentrációban. Ezért a víz keménységét általában a kalcium- és magnézium ionok összegzett koncentrációjával fejezik ki. A víz összes keménysége = változó keménység + állandó keménység A változó keménység a Ca- és Mg-ionoknak a víz

hidrogén-karbonát (HCO3-) tartalmával egyensúlyban levő része. Az állandó keménység a többi anionokkal (klorid, szulfát, stb.) egyensúlyban levő Ca- és Mg-ion koncentráció. A vízlágyítás lehetőségei: 1. Mész-hidrogénkarbonátos lágyítás: Ca (HCO3)2 + Ca (OH)2 = 2 CaCO3 + 2 H2O A változó keménység eltávolítására alkalmas. 2. Szóda (Na2CO3) vagy alkáli lúgok (NaOH KOH) alkalmazása: Ca2+ + Na2CO3 = CaCO3 + 2 Na+ Az állandó keménység eltávolítására alkalmas. Fluorozás A fogak zománcának megfelelő kialakulása végett célszerű, hogy a gyermekek szervezete adott mennyiségű fluorhoz jusson. Ezért kívánatos, hogy az ivóvíz 0,4 – 1,0 mg/l koncentrációban fluort tartalmazzon. Ha az ivóvíz természetes fluortartalma ennél kisebb, indokolt lehet fluorsók adagolása (ún. fluorkezelés) Fluorozásra használható: NaF (nátrium-fluorid) Na2SiF6 (nátrium-hexafluoro-szilikát) Fluor kivonása: MgSo4 Ca3(PO)2 A

vízellátó rendszer Egy vízellátó rendszer A és B alrendszerre osztható. az A alrendszer elemei a B alrendszer elemei vízszerzés vízkezelés víztovábbítás elosztás tározás vízkormányzás fogyasztás A két alrendszert a tisztavízmedence választja el, illetőleg kapcsolja össze Az ivóvíz minősítése 1. Fizikai-kémiai ivóvíz-minősítés A víznyerőhely jellegétől független ivóvíz-minőségi határértékek A víznyerőhely jellegétől függő ivóvízminőségi határértékek Hőmérséklet Íz, szag, lebegőanyagtartalom pH Összes sótartalom Vezetőképesség Összes keménység Szulfát, vas, mangán, réz, cink Anionaktív detergens Fluorid-tartalom Fenolok Kőolaj Metán-tartalom KOI Klorid Ammónia, nitrit, nitrát Kénhidrogén szulfid Mérgező anyagokra vonatkozó ivóvíz-minőségi határértékek (MSZ 450/1-78.) Ivóvíz bakteriológiai minősítése Kategóriák: megfelelt minőségileg kifogásolt közegészségügyileg

kifogásolt Köszönöm a figyelmet!